一种气水稳态渗流的判定方法技术

本发明专利技术提供了一种气水稳态渗流的判定方法。该判定方法包括：将岩心完全饱和水，气驱岩心至束缚水状态；对束缚水状态下的岩心进行核磁共振测试，获得第一T2谱，确定岩心束缚水状态下的渗透率；向岩心中注入不同气水比例的气水混合物，待岩心的进出口压力、进出口气、水的瞬时流量达到稳定，进行核磁共振测试，获得第二T2谱，确定不同含水状态下岩心的含水饱和度和渗透率，通过预定方法判定岩心的气水稳态渗流状态。本发明专利技术的气水稳态渗流的判定方法，能够对储气库注采运行过程中储层气水稳态渗流进行准确地判断和分析，以预测气井气的产能及产水规律，指导气井生产及工作制度安排。

【技术实现步骤摘要】
一种气水稳态渗流的判定方法
本专利技术涉及一种含水气藏型储气库岩心实验方法，尤其涉及一种气水稳态渗流的判定方法，属于石油开采

技术介绍
多数含水气藏型储气库均存在一定含水饱和度，在含水气藏未进入扩容建库时，气相、水相在储层孔隙中保持平衡。而当气藏处于扩容建库过程中后，随着地层压力不断升高，储层孔隙中气相对水相的驱替作用逐渐增强，当含水气藏储气库进入采气阶段，随着地层压力不断下降，储层孔隙中水相对气的驱替作用逐渐增强，储气库多周期注采运行中气、水两相往复驱替的渗流规律对于储气库生产运行工作十分重要。在储气库扩容建库及注采运行过程中，储层气水稳态渗流状态判定为储气库地层压力变化条件下气水互驱渗流过程中准确获取渗流特征参数奠定基础。目前气水稳态渗流判定方法，通常是通过岩心前后的气水流量和岩心入口压力来判定。然而针对不同岩心的岩性、渗透率等参数都不同，因此岩心的气水流量和岩心入口流量的判定标准很难统一。现有的方法通常是通过岩心实验，通过经验积累，针对某一类岩心给一个特定的判断标准。通过经验给出的某一标准，只能得出与类型岩心相对应的一个静态的压力和流量。而储气库实际生产运行中，运行压力和注采流量是不断变化的。因此，现有的方法很难对储气库建库及注采运行过程中地层气水的稳态渗流进行准确判断和分析，以预测气井产能及产水规律，指导储气库生产及工作制度安排。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种气水稳态渗流的判定方法，能够对储气库建库及注采运行过程中地层气水的稳态渗流进行准确判断和分析，以预测储气库气井的产能和产水规律，指导储气库生产及工作制度安排。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种气水稳态渗流的判定方法，该判定方法包括以下步骤：步骤一：将岩心完全饱和水后，气驱岩心至束缚水状态；步骤二：对束缚水状态下的岩心进行核磁共振测试，获得第一T2谱，确定岩心束缚水状态下的渗透率；步骤三：向岩心中注入不同气水比例的气水混合物，待岩心的进出口压力、进出口气、水的瞬时流量达到稳定，进行核磁共振测试，获得第二T2谱，确定不同含水状态下岩心的含水饱和度和渗透率，通过预定方法判定岩心的气水稳态渗流状态。在本专利技术的判定方法中，优选地，采用的预定方法为：当且，时，判定气水达到稳态渗流；其中，Sn为第n次核磁共振第二T2曲线确定的含水饱和度，n≥1，无量纲；Sn+1为第n+1次核磁共振第二T2曲线确定的含水饱和度，n≥1，无量纲；Kn为第n次核磁共振第二T2曲线确定的岩心的渗透率，n≥1，单位为毫达西；Kn+1为第n+1次核磁共振第二T2曲线确定的岩心的渗透率，n≥1，单位为毫达西。在本专利技术的判定方法中，在步骤二中，将已经完全饱和模拟地层水的岩样装入岩心夹持器中，用驱体泵以一定的压力或流量使模拟地层水通过岩心，待岩心的进出口压力的压差和出口流量稳定后，进行核磁共振测试，获得第一T2谱。在本专利技术的判定方法中，优选地，岩心的含水饱和度根据以下公式获得：其中，Sx为岩心的含水饱和度，无量纲；T2为核磁共振横向弛豫时间，单位为毫秒(ms)；T2max、T2min分别为岩心在饱和水状态下核磁共振横向弛豫时间分布中第二T2的最大值和最小值，单位为毫秒(ms)；T2Xmax、T2Xmin分别为岩心在不同含水状态下核磁共振横向弛豫时间分布中第二T2的最大值和最小值，单位为毫秒(ms)；Y为核磁共振横向弛豫时间T2分布曲线某时刻的信号幅度。在本专利技术的判定方法中，优选地，岩心的渗透率根据以下公式获得：其中，Kx为岩心的渗透率数值，单位为毫达西(mD)；φ为岩心的孔隙度；T2XL为岩心在不同含水状态下岩心核磁共振横向弛豫时间的对数平均值；a、b、c、d为待定系数，根据不同区域岩样实验数据确定。本领域人员可以根据多样品测试结果确定。在本专利技术的判定方法中，优选地，待定系数a、b、c、d根据以下步骤获得：利用达西定律确定岩心在不同含水状态下的渗透率数值KDX：其中，qX为不同含水状态下气流量的数值，单位为毫升每秒(mL/s)；μg为测定温度下气的粘度的数值，单位为毫帕秒(mPa·s)；L为岩心的长度，单位为厘米(cm)；A为岩心的截面积，单位为平方厘米(cm2)；pX1为不同含水状态下岩心进口压力的数值，单位为兆帕(MPa)；pX2为不同含水状态下岩心出口压力的数值，单位为兆帕(MPa)；pa为大气压力的数值，单位为兆帕(MPa)；进行多样品测试，绘制Kx与KDX的对应关系拟合曲线，修正a、b、c、d值，直至拟合公式R2≥0.99，获得待定系数a、b、c、d的具体数值。在本专利技术的判定方法中，优选地，在步骤三中，向岩心中注入不同气水比例的气水混合物是指在总流量不变的条件下，水含量逐级递增、气含量逐级递减或水含量逐级递减、水含量逐级递增的形式改变气水比例。比如，按以下方法注入：实验过程中气、水按一定流量比例同时恒速注入岩样，例如：100:0、80:20、60:40、40:60、20:80、0:100，各气水比例的选择可不局限于以上数值，可以根据实际需求进行调整。但如没有特殊要求，最高数值(初始的流速比例)一般取100:0，即纯气注入；最低数值(实验设计的最低比例值)一般取0:100，即纯水注入。在本专利技术的判定方法中，优选地，在步骤二中，按照以下步骤建立束缚水状态：以一定的压力用加湿氮气或压缩空气驱水岩样束缚水状态，即出水流量≤0.1ml/h，建立岩心的束缚水状态。在本专利技术的判定方法中，优选地，采用的岩心为规则的柱状岩心，岩心的直径为2.5cm，长度为5cm-10cm。本专利技术还提供了一种气水稳态渗流曲线的确定方法，该确定方法包括以下步骤：根据本专利技术的气水稳态渗流的判定方法确定稳态渗流；确定不同含水状态的岩心在稳态渗流时含水饱和度和渗透率。本专利技术的气水稳态渗流的判定方法，通过选择合适的实验用储气库岩心，将岩心完全饱和水，进行气水驱替实验，在每个气水体积流量比例下驱替实验过程中，对岩心进行核磁共振第二T2谱检测，根据第二T2谱的形态，判断气水稳态渗流状态，可以对储气库建库及注采运行过程中地层孔隙中气、水渗流特征进行分析评价，从而能够以预测储气库气井产能及产水规律，指导储气库生产及工作制度安排。附图说明图1为本专利技术实施方式中的气水稳态渗流的判定方法及曲线的工艺流程图。图2为本专利技术实施方式中的气水驱替比例设置流程图。图3为本专利技术实施方式中的测试获得的第二T2谱。图4为KDX与KX的对应关系曲线。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。渗流是指流体在孔隙介质中的流动。T2谱(T2spectrum)是描述核磁化强度横向分量恢复过程的时间常数，又称为横向弛豫时间，可用来研究岩心中流体的渗流及分布特征。在岩心中流体稳定渗流状态下，T2谱所反映的岩心中流体的分布应处于稳定状态。本专利技术一具体实施方式中提供了一种气水稳态渗流的判定方法，能够对储气库注采运行过程中储层气水稳态渗流进行准确测试和分析，以预测气井气的产能及产水规律，指导气井生产及工作制度安排。请参阅图1，为本专利技术一具体实施方式中的一种气水稳态渗流的判定方法的工艺流程图。其中，岩心中气水两相稳态渗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气水稳态渗流的判定方法，其特征在于，该判定方法包括以下步骤：步骤一：将岩心完全饱和水后，气驱至束缚水状态；步骤二：对束缚水状态下的岩心进行核磁共振测试，获得第一T2谱，确定岩心束缚水状态下的渗透率；步骤三：向岩心中注入不同气水比例的气水混合物，待岩心的进出口压力、进出口气、水的瞬时流量达到稳定，进行核磁共振测试，获得第二T2谱，确定不同含水状态下岩心的含水饱和度和渗透率，通过预定方法判定岩心的气水稳态渗流状态。

【技术特征摘要】
1.一种气水稳态渗流的判定方法，其特征在于，该判定方法包括以下步骤：步骤一：将岩心完全饱和水后，气驱至束缚水状态；步骤二：对束缚水状态下的岩心进行核磁共振测试，获得第一T2谱，确定岩心束缚水状态下的渗透率；步骤三：向岩心中注入不同气水比例的气水混合物，待岩心的进出口压力、进出口气、水的瞬时流量达到稳定，进行核磁共振测试，获得第二T2谱，确定不同含水状态下岩心的含水饱和度和渗透率，通过预定方法判定岩心的气水稳态渗流状态。2.根据权利要求1所述的判定方法，其特征在于，所述预定方法为：当且，时，判定气水达到稳态渗流，其中，Sn为第n次核磁共振第二T2曲线确定的含水饱和度，n≥1，无量纲；Sn+1为第n+1次核磁共振第二T2曲线确定的含水饱和度，n≥1，无量纲；Kn为第n次核磁共振第二T2曲线确定的岩心的渗透率，n≥1，单位为毫达西；Kn+1为第n+1次核磁共振第二T2曲线确定的岩心的渗透率，n≥1，单位为毫达西。3.根据权利要求1或2所述的判定方法，其特征在于，岩心的含水饱和度根据以下公式获得：其中，Sx为岩心的含水饱和度，无量纲；T2为核磁共振横向弛豫时间，单位为毫秒(ms)；T2max、T2min分别为岩心在饱和水状态下核磁共振横向弛豫时间分布中第二T2的最大值和最小值，单位为毫秒(ms)；T2Xmax、T2Xmin分别为岩心在不同含水状态下核磁共振横向弛豫时间分布中第二T2的最大值和最小值，单位为毫秒(ms)；Y为核磁共振横向弛豫时间第二T2分布曲线某时刻的信号幅度。4.根据权利要求1或2所述的判定方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，郑得文，丁国生，王皆明，朱华银，武志德，张敏，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11